Ученые изучили структурную эволюцию волн плотности заряда в 2H-TaSe2 под давлением, чтобы выяснить, существует ли критическая точка волн плотности заряда. Исследование проводилось с использованием синхротронной рентгеновской дифракции в Европейском центре синхротронного излучения (ESRF).
Как согласно данным nature.com, эксперименты проводились при давлениях до 30 gpa и температурах до 10 k. для создания высокого давления использовалась ячейка с алмазными наковальнями и гелием в качестве среды. результаты показали, что при низких температурах и давлениях наблюдается комменсуратная волна плотности заряда с вектором q_ccdw = (1/3,0,0).
Исследователи измерили более 120 различных точек температуры и давления. Они обнаружили, что наблюдаемые рефлексы Брэгга лучше всего индексируются с использованием гексагональной элементарной ячейки высокой температуры и структуры, описанной в пространственной группе P63/mmc. Полная информация о структурных параметрах и кристаллографических данных доступна для скачивания.
Также была представлена полная оптимизация структуры комменсуратной волны плотности заряда при температуре 40 K и давлении 0.3 GPa. Сверхструктура сохраняет пространственную группу P63/mmc и представляет собой 3x3x1 сверхъячейку высокотемпературной структуры. На рисунке показаны атомные позиции Викоффа и симметрии сайтов недеформированной высокотемпературной структуры, а отклонения атомных координат в комменсуратном состоянии волны плотности заряда указаны стрелками для каждой позиции Викоффа.
/1
- Коротко: 2H-TaSe₂ — это диселенид тантала (Ta = тантал, не талий; Se = селен, не сера). Это слоистый кристалл из семейства переходных дихалькогенидов (TMD): каждую «прослойку» составляет сэндвич Se–Ta–Se, а слои держатся вместе ван-дер-ваальсовыми силами — поэтому их легко «расщеплять» на тонкие плёнки.
Что значит «2H»
2H — это политип: «двухслойная гексагональная упаковка».
В 2H-фазе ионы Ta имеют тригонально-призматическую координацию. Есть и другие фазы (например, 1T), где геометрия и электронные свойства отличаются.
Почему материал интересен
В 2H-TaSe₂ при понижении температуры появляются волны плотности заряда (CDW) — электронная «гофра» в кристалле (периодическая модуляция плотности электронов и атомных позиций).
CDW часто конкурирует с сверхпроводимостью: подавляя CDW (например, давлением), исследователи нередко видят усиление или появление сверхпроводимости. Отсюда — эксперименты «под давлением». ↩︎
